№ 43 Отдел водородной энергетики

И. о. заведующего отделом

старший научный сотрудник, канд. техн. наук

Авраменко Андрей Николаевич

E-mail: an0100@ukr.net

+38 057 349 47 35

Заместитель заведующего отделом

старший научный сотрудник, канд. техн. наук

Зипунников Николай Николаевич

Кадровый состав отдела:

Соловей В.В. – ведущий научный сотрудник д-р техн. наук, профессор
Черная Н.А. – старший научный сотрудник канд. техн. наук., доцент
Левтеров А.М. – старший научный сотрудник канд. техн. наук., старший научный сотрудник
Бганцев В.Н. – старший научный сотрудник канд. техн. наук., старший научный сотрудник
Воробьева И.А. – главный технолог
Инкулис В.В. – главный программист
Шевченко А.А. – главный инженер
Котенко А.Л. – ведущий инженер
Русанова Е.А. – инженер
Семикин В.М. – инженер І кат.
Киреева В.Н. – инженер І кат.
Голубенко Л.И. – инженер ІІ кат.
Карасиченко Н.М. – инженер
Краско Я.В. – техник

История создания отдела и наиболее значимые достижения

Отдел создан в 1974 на базе отделения водородной энергетики ИПМаш НАН Украины, в 2016 г. в его состав были включены отдел поршневых энергоустановок, который берет свое начало с момента создания института.

Отделу принадлежит приоритет в становлении и разработке концепции развития нового научного направления в теплоэнергетике — «металлогидридная техника и технология».

В рамках исследований по этому направлению получены новые данные, раскрывающие механизм энергомассопереноса в процессах нестационарной взаимодействия водорода с металлогидридами.

С использованием разработанного метода термодинамической теории возмущений для молекулярной фазы в системе «метало гидрид — водород» определены параметры фазовых равновесий в широком диапазоне изменения режимных параметров. Установлено и исследовано изотопный эффект снижения потенциала ионизации электронным ударом молекул водорода с поверхности металлогидридов и предоставлена его количественная оценка.

Разработаны теоретические основы металлогидридной технологии термохимического компримирования водорода и предложено физическую модель орто-пароконверсии его изотопов и установлено диапазон термодинамических параметров, обеспечивающих эмиссию молекулярной компоненты водорода в газовую фазу в колебательно-возбужденном состоянии, что является инициирующим фактором физико-химических превращений при трансформации энергии и обеспечивает повышение коэффициента использования топливно-энергетических ресурсов и уменьшения техногенного воздействия на окружающую среду.

Впервые обнаружен эффект автостабилизации электрического разряда в системе с металлогидридным катодом. Установлено влияние свойств гидридоутворюючого материала на характеристики автостабилизованого режима разряда в скрещенных EH полях, что обеспечивает его эффективное применение в ускорительной технике.

Разработана теория трансформации энергии с помощью металлогидридных энергопреобразователей и построения новых термодинамических циклов, на базе которых созданы образцы водородных энерготехнологических установок полифункционального назначения.

По результатам фундаментальных исследований рабочих процессов поршневых ДВС при работе на штатных и альтернативных топливах получены закономерности формирования вредных веществ и сделан прогноз уровня их выбросов в атмосферу.

Разработаны методы и получены практические результаты по определению теплофизических свойств альтернативных топлив для ДВС в широком диапазоне давлений и температур.

Разработаны, изготовлены и испытаны в условиях эксплуатации оригинальные образцы аккумуляторов водорода, установленные на автомобилях различного класса (легковые, микроавтобусы и грузовые), двигатели которых имели существенно улучшенные показатели токсичности. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработаны методы адаптации транспортных ДВС к использованию бензоэтанола и биодизельного топлива. Разработаны оригинальные способы поддержания стабильности биотоплива на борту транспортных средств и сформулированы рекомендации по улучшению технологии их изготовления.

По тематике отдела опубликовано 12 монографий, 627 статей, 124 патента.

 

Подготовка кадров (количество подготовленных докторов и кандидатов наук)

Подготовлено 12 докторов и 27 кандидатов наук по техническим и физико-математических специальностей.

Основные научные направления исследований

  • Термодинамика неравновесных процессов получения и использования водорода
  • Термодинамические и теплофизические основы создания и оптимизации циклов с термохимическим сжатием рабочего тела
  • Физическое и математическое моделирование процессов взаимодействия водорода с гидридобразующими материалами
  • Тепломассообмен в газоплазменных процессах получения и использования водорода
  • Математическое моделирование рабочих процессов и образования вредных выбросов в ДВС
  • Методы повышения экономичности, удельной мощности, ресурса и снижения токсичности отработавших газов ДВС при использовании водорода и альтернативных топлив

 

Важнейшие публикации по направлениям исследований

  • 1. Применение водорода для автомобильных двигателей / А. И. Мищенко. – Киев: Наук. думка, 1984. – 141 с.: ил.; 20 см. Режим доступу: https://search.rsl.ru/ru/record/01001192376
  • 2. Соловей В. В., Оболенский М. А., Бастеев А. В. Активация водорода и водородсодержащих энергоносителей.– Киев: Наук. думка, 1993. – 168 С.
  • 3. Маринин В. С. Теплофизика альтернативных энергоносителей. – НАН Украины. Ин-т пробл. машиностроения им. А.Н. Подгорного. – Харьков: Форт, 1999. – 212 с.
  • 4. Системы хранения и подачи водорода на основе твердых веществ для бортовых энергетических установок / Ю. А. Абрамов, В. И. Кривцова, В. В. Соловей. – Харьков.– 2002. – 277 с.
  • 5. Повышение энергоэффективности работы турбоустановок ТЭС и ТЭЦ путем модернизации, реконструкции и усовершенствования режимов их эксплуатации / Мацевитый Ю. М., Шульженко Н. Г., Голощапов В. В. и др.: Под общ. ред. ак. Ю. М. Мацевитого; НАН Украины, Институт проблем машиностроения. – Киев: Наук. думка, 2008. – 366 с.
  • 6. Товажнянский Л. Л., Кошельник В. М., Кошельник А. В., Соловей В. В. Интегрованные энергосберегающие теплотехнологии в стекольном производстве // Харьков: НТУ «ХПИ», 2008.– 628 с.
  • 7. Научные основы создания газотурбинных установок с термохимическим сжатием рабочего тела / Ю. М. Мацевитый, В. В. Соловей, В. Н. Голощапов, А. В. Русанов; НАН Украины, Институт проблем машиностроения. – Киев: Наук. думка, 2011. – 251 с.
  • 8. Экологизация автомобильно-дорожного комплекса и экологическое право: монография / Н. В. Внукова, В. В. Соловей, В. Г. Кононенко и др. – Х.: ФЛП Бровин А. В., 2015. – 264 с.
  • 9. Solovey V.V., M. Muminov, A. Basteev. Autonomous energy technological complex with hydrogen as the secondary energy carrier / International Scientific Journal “Alternative Energy and Ecology”. N 1(9), p.60-64, 2004. Режим доступу: http://naukarus.com/autonomous-energy-technological-complex-with-hydrogen-as-the-secondary-anergy-carrier
  • 10. Solovey V. V., Basteev A., Forfutdinov V. Autonomous energy techological complex tests in real geo-climate conditions / International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE №8(28) — 2005. – С. 52-55. Режим доступу:http://naukarus.com/autonomous-energy-techological-complex-tests-in-real-geo-climate-conditions
  • 11. Solovey V. V., Glazkov V. A., Pishuk V. K. Autonomous wind-hydrogen stations / Hydrogen Materials Science and Chemistry of Carbon Nanomaterials, T. N. Veziroglu et.al. (eds). – 2007 Springer.- PP. 861-865. Режим доступу: https://www.researchgate.net/publication/225622420_Autonomous_wind-hydrogen_stations
  • 12. Соловей В. В., Литвинов В. А. Термодинамические и технологические аспекты металлогидридной активации водорода / Научно-технический и производственный журнал «Технические газы». – 2013, № 3.– С. 55-59. Режим доступу: https://elibrary.ru/item.asp?id=21051695
  • 13. Vasiliev L. L., Solovei V. V.,. Kharlampidi D.Kh., Stachel A. A, Kujawa T., Tarasova V. A.,. Zhuravlev A. S, Tsitovich A. P., Kostenko E. V. Physical Processes and Technical Means for Using the Thermal Energy of Alternative Sources / Journal of Engineering Physics and Thermophysics, Vol. 88, No. 5, September, 2015. – P. 100 – 1109.76. Режим доступу: https://www.researchgate.net/publication/283045661_Physical_Processes_and_Technical_Means_for_Using_the_Thermal_Energy_of_Alternative_Sources
  • 14. Мацевитый Ю. М., Соловей В. В., Васильев А. И. Перспективы энерго- и ресурсосбережения на основе интеграционной модели развития территориально-промышленных комплексов / Технологический аудит и резервы производства – № 6/1(20), 2014. – С. 26-31. Режим доступу: https://www.researchgate.net/publication/283045661_Physical_Processes_and_Technical_Means_for_Using_the_Thermal_Energy_of_Alternative_Sources
  • 15. J. Kleperis, V. V. Fylenko, V. Solovey, M. Vanags, A. Volkovs1, L. Grinberga, A. Shevchenko, M. Zipunnikov / Self-sufficient PV-H2 alternative energy objects. Проблемы машиностроения. – 2016. – Т. 19, №4. – С. 62-68. Режим доступу: http://journals.uran.ua/jme/article/view/86822/82394
  • 16. Solovey V. V., Fylenko V. V., Tinti F., Shevchenko A., Zipunnikov M. Smart pv-H2 grid energy complex // Проблемы машиностроения. – 2017. – Т. 20, № 3.– С. 49-53. https://elibrary.ru/item.asp?id=21051695 http://journals.uran.ua/jme/article/view/113838/108408